[發明專利]一種高比能軟包鋰硫電池的制作方法

在審

• 申請號: 201810670455.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108899584A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 羅迪;李潤秋;姚瑾;焦熠琨;張鷺;楊蓉;付欣;任冰
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網陜西省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/052;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M2/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將碳材料與升華硫混合球磨，得混合粉末；

2)將步驟1)得到的混合粉末放入水熱反應釜中進行反應，得硫/碳復合材料；

3)將步驟2)得到的硫/碳復合材料置于球磨罐中，再加入金屬氧化物進行球磨，得金屬氧化物-硫/碳復合材料；

4)將導電劑A及步驟3)得到的金屬氧化物-硫/碳復合材料進行球磨，然后再與粘結劑A及溶劑A混合后涂覆于正極集流體上，烘干后進行裁切，得極片；

5)將步驟4)得到的極片進行正極極耳的焊接，得正極極片；

6)將鋰負極與負極集流體復合，裁剪后焊接負極極耳，得負極極片；

7)將導電劑B、粘結劑B及溶劑B混合，然后涂覆于陶瓷隔膜的一側，烘干后得具有單面涂層的陶瓷隔膜；

8)將具有單面涂層的陶瓷隔膜進行折疊，再將步驟5)得到的正極極片夾持于具有單面涂層的陶瓷隔膜中間，其中，具有單面涂層的陶瓷隔膜側面上的涂層與正極極片的側面相接觸，正極極耳位于具有單面涂層的陶瓷隔膜外，然后再與步驟6)得到的負極極片疊加在一起，得電芯；

9)將步驟8)得到的電芯通過鋁塑包裝膜進行極耳處頂封及側封封裝，得單體電池，然后將單體電池進行預放電及老化處理；

10)將步驟9)得到的預放電及老化處理后的單體電池進行真空封裝，然后進行裁邊，得高比能軟包鋰硫電池。

2.根據權利要求1所述的高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，步驟1)中碳材料與升華硫的質量比為(2～10):1。

3.根據權利要求1所述的高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，步驟3)中金屬氧化物-硫/碳復合材料內金屬氧化物的含量為(2～30)wt％。

4.根據權利要求1所述的高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，步驟4)中金屬氧化物-硫/碳復合材料、導電劑A及粘結劑A的質量比為(95～55):(2～35):(3～10)；

步驟4)中金屬氧化物-硫/碳復合材料、導電劑A、粘結劑A及溶劑A的混合物的固含量為(40～70)％；

步驟7)中導電劑B與粘結劑B質量比為1:(0.5～2)，導電劑B、粘結劑B及溶劑B混合后形成的混合物的固含量為20％～40％。

5.根據權利要求1所述的高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，

步驟2)的具體操作為：將步驟1)得到的混合粉末放入水熱反應釜中，并在(120～170)℃的溫度下保溫反應(5～20)h，然后自然冷卻至室溫；

步驟3)中球磨的時間為(30～300)min；

步驟4)中的烘干采用真空干燥的方式，干燥溫度為(40-120)℃，干燥時間為(2-12)h；

步驟4)中球磨的時間為(30～300)min。

6.根據權利要求1所述的高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，碳材料為KS-6、石墨烯、碳納米管、碳纖維及多孔碳中的一種或多種按任意比例混合的混合物。

7.根據權利要求1所述的高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，金屬氧化物為Mg_0.6Ni_0.4O及Co₃O₄中的一種或兩者按任意比例混合的混合物。

8.根據權利要求1所述的高比能軟包鋰硫電池的制作方法，其特征在于，導電劑A為Super P、KS-6、石墨烯、碳納米管、碳纖維和多孔碳中的一種或多種按任意比例混合的混合物；

導電劑B為Super P、KS-6、石墨烯、碳納米管、碳纖維和多孔碳中的一種或多種按任意比例混合的混合物。